შეეკითხე მეცნიერს

კითხვა:

გამარჯობათ,გთხოვთ მიპასუხოთ კითხვაზე რომელიც წერია სკოლის სახელმძღვანელოში: რატომ არ წარმოქმნიან ჰალოგენები ალოტროპულ სახესხვაობებს,წინასწარ გიხდით მადლობას.
დიდი პატივისცემით. დონარა ბაზალელი

პასუხი:.

ალოტროპია არის ელემენტის თვისება არსებობდეს ბუნებაში რამდენიმე მარტივი ნივთიერების სახით. ალოტროპიას განაპირობებს ატომების განსხვავებული რიცხვი მოლეკულაში ან განსხვავებული კრისტალური ფორმა. ალოტროპიას წარმოქმნის პოლივალენტური ელემენტები. ჰალოგენის ატომებს სტაბილურ მდგომარეობაში p ორბიტალზე აქვთ ერთი გაუწყვილებელი ელექტრონი, რის ხარჯზეც წარმოქმნიან ორატომიან მდგრად მოლეკულას. ერთვალენტიან ჰალოგენებს არ შეუძლიათ სხვა მარტივი ნივთიერების წარმოქმნა. ამავე დროს ცნობილია, რომ ჰალოგენებს, ფტორის გარდა, გააჩნიათ თავისუფალი d ორბიტალები და როდესაც ჰალოგენის ატომი იმყოფება აგზნებულ მდგომარეობაში ელექტრონები s და p ორბიტალებიდან გადაინაცვლებენ d ორბიტალზე, რის გამოც მათი ვალენტობა შეიძლება იყოს I, III, V და VII. პოლივალენტური ჰალოგენნაერთებიდან საინტერესოა ინტერჰალოგენები, მაგალითად ClF₃ და ClF₅. ჰიპოთეტურად შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ქლორის ატომმა, რომელიც აგზნებულ მდგომარეობაშია შეიძლება სამი ფტორის ატომის ნაცვლად დაიკავშიროს სამი არააგზნებული ერთვალენტიანი ქლორის ატომი, რის შედეგადაც მიიღება ClCl₃ იგივე Cl₄. Cl₄ შეიძლება მივიჩნიოთ ქლორის ალოტროპიულ სახესხვაობად, მაგრამ თანამედროვე ქვანტურ-ქიმიური პროგრამების გამოყენებით მოლეკულის ოპტიმიზაცია აჩვენებს, რომ მისი შინაგანი ენერგია ძალიან მაღალია და წარმოქმნის სითბო არის 459.60783 კჯ (მაშინ როდესაც ClF₃- ის წარმოქმნის სითო არის 86.22750 კჯ.). თერმოდინამიკურად ასეთი მოლეკულა არამდგრადია და მისი არსებობა პრაქტიკულად შეუძლებელია. ClCl₅-ის იგივე Cl₆-ის წარმოქმნის სითბო კი ბევრად უფრო მაღალია და არის 1879.00872 კჯ. თეორიულად შეიძლება შევქმნათ ისეთი პირობები, რომელიც საშუალებას მოგვცემს მივიღოთ მსგავსი მოლეკულა, მაგრამ ის მდგრადი ვერ იქნება და დაიშლება სტაბილურ მოლეკულებად. Cl₄ → 2Cl₂

შეკითხვას პასუხობს: დოქტ. ანტონ ჩიქოვანი